1、带钢冷轧原理简介,1,提 纲一、单机架可逆轧机工艺流程二、轧制过程的基本概念三、冷轧工艺简介四、轧制工艺的三大要素,2,1、单机架可逆轧机工艺流程,酸洗后的热轧钢卷开卷机开卷喂料器冷轧机轧制出口卷取机卷取第二道次开卷入口卷取机卷取反复几道次轧制完成出口 （或入口）卸卷打捆入库,3,- Side guide,- 3 Roll feeder,- Pay off reel,- Entry TR,- Exit TR,- Pressure board - Side guide - Entry X-Ray - Entry S/M,- Exit S/M - Exit X-Ray,L/C,Equipment
2、Layout & Operation of RCM,Entry Pinch roll,Exit Pinch roll,2020/1/12,4,Set,- Side guide,- 3 Roll feeder,- Pay off reel,- Entry TR,- Exit TR,- Pressure board - Side guide - Entry X-Ray - Entry S/M,- Exit S/M - Exit X-Ray,L/C,Equipment Layout & Operation of RCM,Entry Pinch roll,Exit Pinch roll,2020/1/
3、12,5,Tension On,Set,- Side guide,- 3 Roll feeder,- Pay off reel,- Entry TR,- Exit TR,- Pressure board - Side guide - Entry X-Ray - Entry S/M,- Exit S/M - Exit X-Ray,L/C,Equipment Layout & Operation of RCM,Entry Pinch roll,Exit Pinch roll,Light Rolling,2020/1/12,6,Set,RollingSet-up,- Side guide,- 3 R
4、oll feeder,- Pay off reel,- Entry TR,- Exit TR,- Pressure board - Side guide - Entry X-Ray - Entry S/M,- Exit S/M - Exit X-Ray,L/C,Equipment Layout & Operation of RCM,Entry Pinch roll,Exit Pinch roll,Tension On,2020/1/12,7,Set,Speed down,- Side guide,- 3 Roll feeder,- Pay off reel,- Entry TR,- Exit
5、TR,- Pressure board - Side guide - Entry X-Ray - Entry S/M,- Exit S/M - Exit X-Ray,L/C,Equipment Layout & Operation of RCM,Entry Pinch roll,Exit Pinch roll,Tension On,2020/1/12,8,Set,- Side guide,- 3 Roll feeder,- Pay off reel,- Entry TR,- Exit TR,- Pressure board - Side guide - Entry X-Ray - Entry
6、S/M,- Exit S/M - Exit X-Ray,L/C,Equipment Layout & Operation of RCM,Entry Pinch roll,Exit Pinch roll,Tension Off,2020/1/12,9,Open,- Side guide,- 3 Roll feeder,- Pay off reel,- Entry TR,- Exit TR,- Pressure board - Side guide - Entry X-Ray - Entry S/M,- Exit S/M - Exit X-Ray,L/C,Equipment Layout & Op
7、eration of RCM,Exit Pinch roll,Entry Pinch roll,2020/1/12,10,Open,- Side guide,- 3 Roll feeder,- Pay off reel,- Entry TR,- Exit TR,- Pressure board - Side guide - Entry X-Ray - Entry S/M,- Exit S/M - Exit X-Ray,L/C,Equipment Layout & Operation of RCM,Entry Pinch roll,Exit Pinch roll,2020/1/12,11,Rol
8、lingSet-up,- Side guide,- 3 Roll feeder,- Pay off reel,- Entry TR,- Exit TR,- Pressure board - Side guide - Entry X-Ray - Entry S/M,- Exit S/M - Exit X-Ray,L/C,Equipment Layout & Operation of RCM,Entry Pinch roll,Exit Pinch roll,2020/1/12,12,- Side guide,- 3 Roll feeder,- Pay off reel,- Entry TR,- E
9、xit TR,- Pressure board - Side guide - Entry X-Ray - Entry S/M,- Exit S/M - Exit X-Ray,L/C,Equipment Layout & Operation of RCM,Entry Pinch roll,Exit Pinch roll,2020/1/12,13,- Side guide,- 3 Roll feeder,- Pay off reel,- Entry TR,- Exit TR,- Pressure board - Side guide - Entry X-Ray - Entry S/M,- Exit
10、 S/M - Exit X-Ray,L/C,Equipment Layout & Operation of RCM,Entry Pinch roll,Exit Pinch roll,2020/1/12,14,Tension O,- Side guide,- 3 Roll feeder,- Pay off reel,- Entry TR,- Exit TR,- Pressure board - Side guide - Entry X-Ray - Entry S/M,- Exit S/M - Exit X-Ray,L/C,Equipment Layout & Operation of RCM,E
11、ntry Pinch roll,Exit Pinch roll,2020/1/12,15,- Side guide,- 3 Roll feeder,- Pay off reel,- Entry TR,- Exit TR,- Pressure board - Side guide - Entry X-Ray - Entry S/M,- Exit S/M - Exit X-Ray,L/C,Equipment Layout & Operation of RCM,Entry Pinch roll,Exit Pinch roll,2020/1/12,16,2、轧制过程中的基本概念,1、什么叫加工硬化？带
12、钢在冷轧后，晶粒被压扁、拉长、晶格歪扭畸变、晶粒破碎，使金属的塑性降低、强度和硬度增高，这种现象叫做加工硬化。冷轧带钢加工硬化后提高了钢的变形抗力，给带钢继续冷轧带来困难。为了消除加工硬化，大多数带钢必须在加工过程中进行再结晶退火（软化退火和中间退火）。2、什么是塑性？塑性，是指金属在外力作用下，能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力。,17,3、轧制过程的描述？,轧制过程是靠旋转的轧辊与轧件之间形成的摩擦力将 轧件拖进辊缝之间，并使之受到压缩产生塑性变形的过 程，通过轧制使金属具有一定的尺寸、形状和性能。4、轧制变形区的主要参数？,18,咬入角：轧制时轧件与轧辊表面接触的弧线叫做咬入 弧
13、。咬入弧所对的圆心角叫做咬入角。咬入角由压下量确 定。在不同轧制条件下，最大允许咬入角是不同的，其大 小与轧辊表面和轧件的表面状态、轧制温度以及轧辊转速 等因素有关，即与轧辊和轧件间摩擦系数有关。变形程度表示方法：绝对变形量和相对变形量绝对变形量：厚度（高度）：轧前厚度H，轧后厚度h ，压下量h轧辊直径 D 轧辊半径 Rh = H-h = 2（R R cos）= D（1 cos）相对变形量（变形程度）：压下率= H-h/ H,19,最小可轧厚度：生产实践表明，在一定轧机上轧制某种产品时候，随 着带钢的逐渐变薄，压下愈来愈困难，当带钢厚度薄到某 一限度后，不管如何加大液压压下的压力，不管反复轧制
14、 多少道，也不可能再使产品轧薄。这时带钢的极限厚度称 为最小可轧厚度。带钢最小可轧厚度主要由轧机工作辊直径决定，同时 还与金属材料的性质、张力、润滑情况、轧辊材料等因素 有关。工作辊辊径与成品带材厚度的比例关系为：D2000h,20,3.1 什么是冷轧？冷轧带钢有哪些优点？金属在再结晶温度以下进行轧制变形叫做冷轧。一般指带钢不经加热而在室温直接进行轧制加工。冷轧后的带钢可能烫手，但还是叫冷轧。冷轧生产可提供大量高精确度和性能优良的钢板和带材，其最主要的特点是加工温度低，同热轧生产相比，它有以下有点：1）冷轧带钢产品尺寸精确，厚度均匀，带钢厚度差一般不超过0.010.03mm或更小，完全可以符合
15、高精度公差的要求。2）可获得热轧无法生产的极薄带材（最薄可达0.001mm以下）。,3 冷轧工艺,21,3）冷轧产品表面质量优越，不存在热轧带钢常常出现的麻 点、压入氧化铁皮等缺陷，并且可根据用户的要求，生产出 不同表面粗糙度的带钢（光泽面或麻糙面等），以利于下道 工序的加工。4）冷轧带钢具有很好的力学性能和工艺性能（如较高的强 度、较低的屈服极限、良好的深冲性能等）。5）可实现高速轧制和全连续轧制，具有很高的生产率。3.2 冷轧带钢的轧制工艺有哪些特点？1）带钢在轧制过程中产生不同程度的加工硬化。加工硬化 超过一定程度后，带钢因过分硬脆而不适于继续轧制。因此 带钢经冷轧一定的道次（即完成一定
16、的冷轧总压下量）之 后，往往要经过软化热处理（再结晶退火等），使轧件恢复 塑性，降低变形抗力，以便继续轧薄。,22,2）冷轧过程必须采用工艺冷却和润滑。冷轧带钢的变形功 约有8488转变为热能，使带钢与轧辊的温度升高，故 须采用冷却措施。采用工艺润滑的主要作用是减小金属的变 形抗力，这样在已有的轧机能力条件下实现更大的压下，还 可使轧机生产出更薄的产品。3）冷轧中采用张力轧制。张力轧制就是带钢在轧辊中轧制 变形是在一定前张力和后张力作用下进行的。张力的作用主要是：防止带钢在轧制过程中跑偏（即保 证正确对中轧制）；使所轧带钢保持平直（包括在轧制过程 中保持板形平直和轧后板形良好）；降低金属的变形
17、抗力， 有利于轧制更薄的产品，起适当调整冷轧机主电机负荷的作 用。,23,3.3影响冷轧轧制压力的因素有哪些？影响轧制压力的因素很多，基本上可以分为两大类。 一类是影响金属变形阻力的，其中有金属材料的化学成分、 变形温度与变形程度，金属变形阻力增高，将使压力加大。 第二类是影响应力状态条件的因素，其中有外摩擦（即摩 擦系数）、轧件及轧辊直径、张力等。1）钢种不同，即金属材料化学成分不同，材料本身力 学性能不同，因而变形阻力不同。2）变形程度的影响也就是加工硬化的影响。金属塑性 变形时，其形状变化能量大部分用于塑性变形，以热的形 式存在；另外一部分则产生晶格扭转、位错等，内能增 高，这部分保留在
18、金属中的能量叫做残留畸变能，此能量 使金属的变形阻力增加，出现加工硬化现象。,24,3）随着变形温度的升高，变形阻力降低。随着变形速度 的提高，变形阻力将增加。但对冷轧来说，其影响不很显著。4）摩擦力越大，压力也越大。粗糙表面轧辊的摩擦系数 比光滑表面轧辊高，所以压力也大。5）轧件厚度和轧辊直径的影响。6）张力的影响。带钢的前后张力都使单位压力降低，且 后张力影响更为明显。由于存在张力，变形区内金属在轧制 方向产生附加拉应力，此拉应力引起轧制时三向压应力状态 的水平方向主应力减小，从而降低了单位压力。因中性面偏 向带钢出口，故后张力影响大于前张力。,25,4、 冷轧的三大要素-轧制工艺、轧辊、
19、乳化液,4.1 轧制工艺,26,4.1.1怎样确定编制轧制表？轧制表是冷轧工艺的主要内容之一，它关系到是否 能获得合乎要求的产品、产量、能耗及成本。轧制表包括： 总压下率、道次压下率、前后张力、轧制速度、轧辊辊径 和辊形等。制定轧制表主要依据是：带材交货标准的各项 要求，用户提出的特殊要求，以及设备能力和生产要求等 因素。首先，选择冷带钢原料厚度通常要考虑成品带材的质 量要求，包括组织性能和表面质量。选择原料厚度主要考 虑冷轧总压下率，因为对一定钢种、规格的产品，必须有 一定的冷轧总压下率，才能通过热处理获得所需要的一定 的晶粒组织和性能。例如，汽车板必须有70左右的冷轧 总压下率。此外，选择
20、原料厚度时还要考虑到轧机的生产,27,能力，从提高冷轧机生产能力考虑，希望原料薄些好。道次压下率的分配原则一般是：第一、二道压下率最 大，之后随着带材的加工硬化不断增加，而道次压下率逐 渐减小，以使各道次的轧制压力大致相同。最后一、二道 次为了保证板形及厚度精度，一般按照经验取较小的压下 率。轧制张力主要是根据带材的屈服极限来定。一般选用 的单位张力为2060屈服极限，单位张力过大时会造 成带材宽度上拉皱，甚至把带材拉断。,28,4.2 轧辊,29,4.2.1对冷轧工作辊的材质有什么要求？冷轧过程中，轧辊表面承受着很大的挤压应力和强烈 的磨损，高速轧制时，断带、勒辊等会造成辊面裂纹，甚 至爆辊
21、。因此冷轧工作辊应具有极高而均匀的硬度，一定 深度的硬化层，以及良好的耐磨性与抗裂性。轧辊具有良 好的耐过烧、抗裂性是延长轧辊寿命的主要因素。降低轧 辊硬度，在一定程度上能改善抗裂性，但耐磨性降低。因 此，必须正确选择轧辊的表面硬度。冷轧辊表面硬度与硬化层深度的关系,30,冷轧辊直径愈大，要求硬化层愈深，对钢的淬透性要 求也愈高。冷轧辊用钢均为高碳合金钢，主要有9Cr、9Cr2、9Cr2W、9Cr2Mo。4.2.2对冷轧辊加工有哪些技术要求？1）保证轧辊机械强度所规定的技术要求。2）保证带钢表面质量所规定的技术要求。3）保证安装和轧制精度所规定的轧辊配合尺寸与形位公差要求。,31,4.2.1轧
22、辊参数,32,4.3 乳化液 4.3.1冷轧工艺润滑剂有哪几种？1）矿物油。轧制中采用的矿物油有：变压器油、12号 和20号机油、11号气缸油、24号气缸油、28号轧钢机油等。在轧制中以纯油方式应用，或者加少量防腐添加剂、 洗涤剂、抗氧化剂等。2）植物油。作为工艺润滑油的植物油中用途最广的是： 棕榈油、蓖麻油、棉子油、葵花子油等。3）乳化液。一种液体以细小的液滴分布在另一种液体 中，形成两种液体组成的足够稳定的液体，称为乳化液。乳化液所用的基础油有矿物油、植物油和动物脂肪等。,33,乳化液实质是轧制油与脱盐水配置的溶液，浓度为2-5。作用：1）减小变形区的摩擦系数，降低轧制压力和能量消耗；2）减小轧辊磨损和防止粘钢；3）降低轧辊温度；4）保证带钢的表面质量；5）可使轧机轧出极薄的带材；,34,
